Að rannsaka sögu diska er upphaf ferðarinnar til að skilja meginreglur um notkun solid-state drif. Fyrsti hluti greinaröðarinnar okkar, „Inngangur að SSD diskum,“ mun fara í skoðunarferð um söguna og gera þér kleift að skilja greinilega muninn á SSD og næsta keppinaut hans, HDD.
Þrátt fyrir gnægð ýmissa tækja til að geyma upplýsingar eru vinsældir HDDs og SSDs á okkar tímum óumdeilanlegar. Munurinn á þessum tveimur gerðum drifja er augljós fyrir meðalmanninn: SSD er dýrara og hraðvirkara, á meðan HDD er ódýrara og rúmbetra.
Sérstaklega ætti að huga að mælieiningunni fyrir geymslurými: Sögulega eru tugaforskeyti eins og kíló og mega skilin í samhengi upplýsingatækni sem tíunda og tuttugasta veldið af tveimur. Til að útrýma ruglingi voru tvöfaldur forskeyti kibi-, mebi- og önnur kynnt. Munurinn á þessum set-top boxum verður áberandi eftir því sem hljóðstyrkurinn eykst: þegar þú kaupir 240 gígabæta disk geturðu geymt 223.5 gígabæta af upplýsingum á honum.
Kafa í sögu
Þróun fyrsta harða disksins hófst árið 1952 af IBM. Þann 14. september 1956 var tilkynnt um lokaniðurstöðu þróunarinnar - IBM 350 Model 1. Drifið innihélt 3.75 mebibæti af gögnum með mjög óhóflegar stærðir: 172 sentimetrar á hæð, 152 sentimetrar á lengd og 74 sentimetrar á breidd. Að innan voru 50 þunnar diskar húðaðir með hreinu járni með þvermál 610 mm (24 tommur). Meðaltíminn til að leita að gögnum á disknum tók ~600 ms.
Eftir því sem tíminn leið bætti IBM tæknina jafnt og þétt. Kynnt árið 1961 með afkastagetu upp á 18.75 megabæti með leshausum á hverju fati. IN færanleg diskhylki birtust og síðan 1970 var villuleitar- og leiðréttingarkerfi kynnt í IBM 3330. Þremur árum síðar kom hann fram þekktur sem "Winchester".
Winchester (úr enska Winchester rifflinum) - almennt heiti á rifflum og haglabyssum framleiddum af Winchester Repeating Arms Company í Bandaríkjunum á seinni hluta XNUMX. aldar. Þetta voru ein af fyrstu endurteknu haglabyssunum sem urðu mjög vinsælar meðal kaupenda. Þeir áttu nafn sitt að þakka stofnanda fyrirtækisins, Oliver Fisher Winchester.
IBM 3340 samanstóð af tveimur snældum upp á 30 MiB hvor, þess vegna verkfræðingar kölluðu þennan disk „30-30“. Nafnið minnti á Winchester Model 1894 riffilinn í .30-30 Winchester, sem leiddi Kenneth Haughton, sem stýrði þróun IBM 3340, til að segja „Ef það er 30-30, verður það að vera Winchester.“ a 30 -30, þá hlýtur þetta að vera Winchester.“). Síðan þá hafa ekki aðeins rifflar, heldur einnig harðir diskar, verið kallaðir „harðir diskar“.
Þremur árum síðar kom IBM 3350 „Madrid“ út með 14 tommu diskum og aðgangstíma upp á 25 ms.
Fyrsta SSD drifið var búið til af Dataram árið 1976. Dataram BulkCore drifið samanstóð af undirvagni með átta minnislykkjum með vinnsluminni sem rúmaði 256 KiB hver. Miðað við fyrsta harða diskinn var BulkCore pínulítill: 50,8 cm langur, 48,26 cm breiður og 40 cm hár. Á sama tíma var gagnaaðgangstíminn í þessari gerð aðeins 750 ns, sem er 30000 sinnum hraðari en nútímalegasta HDD drifið á þeim tíma.
Árið 1978 var Shugart Technology stofnað, sem ári síðar breytti nafni sínu í Seagate Technology til að forðast árekstra við Shugart Associates. Eftir tveggja ára vinnu gaf Seagate út ST-506 - fyrsta harða diskinn fyrir einkatölvur í 5.25 tommu formstuðli og með 5 MiB afkastagetu.
Til viðbótar við tilkomu Shugart Technology, var 1978 minnst fyrir útgáfu fyrsta Enterprise SSD frá StorageTek. StorageTek STC 4305 hélt 45 MiB af gögnum. Þessi SSD var þróaður í staðinn fyrir IBM 2305, hafði svipaðar stærðir og kostaði ótrúlega $400.
Árið 1982 kom SSD inn á einkatölvumarkaðinn. Axlon fyrirtækið er að þróa SSD disk á vinnsluminni flísum sem kallast RAMDISK 320 sérstaklega fyrir Apple II. Þar sem drifið var búið til á grundvelli rokgjarns minnis fylgdi rafhlaða í settinu til að viðhalda öryggi upplýsinga. Rafhlaðan dugði fyrir 3 klukkustundir af sjálfvirkri notkun ef afl tapist.
Ári síðar mun Rodime gefa út fyrsta RO352 10 MiB harða diskinn í 3.5 tommu formstuðli sem nútíma notendur þekkja. Þrátt fyrir þá staðreynd að þetta sé fyrsta auglýsingin í þessum formstuðli gerði Rodime í rauninni ekkert nýstárlegt.
Fyrsta varan í þessu formi er talin vera disklingadrif sem Tandon og Shugart Associates kynntu. Þar að auki samþykktu Seagate og MiniScribe að taka upp 3.5 tommu iðnaðarstaðalinn og skildu eftir Rodime, sem stóð frammi fyrir örlögum „einkaleyfiströlls“ og algjörlega hættur við drifframleiðsluiðnaðinn.
Árið 1980 skráði Toshiba verkfræðingur, prófessor Fujio Masuoka, einkaleyfi fyrir nýrri gerð minnis sem kallast NOR Flash minni. Þróunin tók 4 ár.
NOR minni er klassískt 2D fylki leiðara, þar sem ein klefi er settur upp á mótum raða og dálka (sambærilegt minni á segulkjarna).
Árið 1984 talaði prófessor Masuoka um uppfinningu sína á International Electronics Developers Meeting, þar sem Intel viðurkenndi fljótt loforð um þessa þróun. Toshiba, þar sem prófessor Masuoka starfaði, taldi Flash minni ekki neitt sérstakt og varð því við beiðni Intel um að búa til nokkrar frumgerðir til rannsóknar.
Áhugi Intel á þróun Fujio varð til þess að Toshiba úthlutaði fimm verkfræðingum til að hjálpa prófessornum að leysa vandamálið við að markaðssetja uppfinninguna. Intel, aftur á móti, henti þrjú hundruð starfsmönnum í að búa til sína eigin útgáfu af Flash minni.
Á meðan Intel og Toshiba voru að þróa þróun á sviði Flash geymslu, áttu sér stað tveir mikilvægir atburðir árið 1986. Í fyrsta lagi hefur SCSI, sett af venjum fyrir samskipti milli tölva og jaðartækja, verið opinberlega staðlað. Í öðru lagi var AT Attachment (ATA) viðmótið, þekkt undir vörumerkinu Integrated Drive Electronics (IDE), þróað, þökk sé því sem drifstýringin var færð inn í drifið.
Í þrjú ár vann Fujio Mausoka að því að bæta Flash minni tækni og árið 1987 þróaði NAND minni.
NAND minni er sama NOR minni, skipulagt í þrívíddarfylki. Helsti munurinn var sá að reikniritið til að fá aðgang að hverri frumu varð flóknara, frumusvæðið minnkaði og heildargetan jókst verulega.
Ári síðar þróaði Intel sitt eigið NOR Flash minni og Digipro bjó til drif á því sem kallaðist Flashdisk. Fyrsta útgáfan af Flashdisk í hámarksstillingu innihélt 16 MiB af gögnum og kostaði minna en $500
Seint á níunda áratugnum og snemma á níunda áratugnum kepptust framleiðendur harða diska við að gera diska minni. Árið 80 gaf PrairieTek út PrairieTek 90 1989 MiB drifið í 220 tommu formstuðli. Tveimur árum síðar býr Integral Peripherals til Integral Peripherals 20 „Mustang“ diskinn með sama magni, en þegar 2.5 tommur. Ári síðar minnkaði Hewlett-Packard diskstærðina í 1820 tommur.
Seagate var trú drifunum í 3.5 tommu formstuðlinum og reiddi sig á aukinn snúningshraða og gaf út fræga Barracuda líkanið sitt árið 1992, fyrsta harða diskinn með 7200 snúninga hraða á mínútu. En Seagate ætlaði ekki að hætta þar. Árið 1996 náðu drif frá Seagate Cheetah línunni 10000 snúninga á mínútu og fjórum árum síðar snerist X15 breytingin upp í 15000 snúninga á mínútu.
Árið 2000 varð ATA viðmótið þekkt sem PATA. Ástæðan fyrir þessu var tilkoma Serial ATA (SATA) viðmótsins með fyrirferðarmeiri vírum, heitum skiptistuðningi og auknum gagnaflutningshraða. Seagate tók einnig forystuna hér og gaf út fyrsta harða diskinn með slíku viðmóti árið 2002.
Flash minni var upphaflega mjög dýrt í framleiðslu, en kostnaður lækkaði verulega í byrjun 2000. Transcend nýtti sér þetta og gaf út SSD drif með getu á bilinu 2003 til 16 MiB árið 512. Þremur árum síðar gengu Samsung og SanDisk til liðs við fjöldaframleiðslu. Sama ár seldi IBM diskadeild sína til Hitachi.
Solid State drif voru að ná skriðþunga og það var augljóst vandamál: SATA viðmótið var hægara en SSD diskarnir sjálfir. Til að leysa þetta vandamál byrjaði NVM Express vinnuhópurinn að þróa NVMe - forskrift fyrir aðgangssamskiptareglur fyrir SSD-diska beint yfir PCIe-rútuna, framhjá „milliliði“ í formi SATA stjórnanda. Þetta myndi leyfa gagnaaðgang á PCIe strætóhraða. Tveimur árum síðar var fyrsta útgáfan af forskriftinni tilbúin og ári síðar birtist fyrsti NVMe drifið.
Munur á nútíma SSD og HDD
Á líkamlegu stigi er munurinn á SSD og HDD auðveldlega áberandi: SSD hefur enga vélræna þætti og upplýsingar eru geymdar í minnisfrumum. Skortur á hreyfanlegum þáttum leiðir til skjóts aðgangs að gögnum í hvaða hluta minnisins sem er, þó eru takmörk á fjölda endurskrifunarlota. Vegna takmarkaðs fjölda umritunarlota fyrir hverja minnisklefa er þörf fyrir jafnvægiskerfi - jafna slit á klefum með því að flytja gögn á milli frumna. Þessi vinna er framkvæmd af diskastýringunni.
Til að framkvæma jafnvægi þarf SSD stjórnandi að vita hvaða frumur eru uppteknar og hverjar eru lausar. Ábyrgðaraðilinn getur fylgst með skráningu gagna inn í frumu sjálfan, sem ekki er hægt að segja um eyðingu. Eins og þú veist eyða stýrikerfi (OS) ekki gögnum af disknum þegar notandi eyðir skrá, heldur merkja samsvarandi minnissvæði sem laus. Þessi lausn útilokar þörfina á að bíða eftir diskaðgerð þegar HDD er notaður, en er algjörlega óhentug til að stjórna SSD. SSD drifstýringin vinnur með bætum, ekki skráarkerfum, og krefst þess vegna sérstakra skilaboða þegar skrá er eytt.
Svona birtist TRIM (enska - trim) skipunin, með henni tilkynnir stýrikerfið SSD diskastýringunni um að losa ákveðið minnissvæði. TRIM skipunin eyðir gögnum varanlega af diski. Ekki vita öll stýrikerfi að senda þessa skipun á solid-state drif og vélbúnaðar RAID stýringar í diskafylkisham senda aldrei TRIM á diska.
Til að halda áfram ...
Í eftirfarandi hlutum munum við tala um formþætti, tengiviðmót og innra skipulag solid-state drif.
Á rannsóknarstofu okkar Þú getur sjálfstætt prófað nútíma HDD og SSD drif og dregið þínar eigin ályktanir.
Aðeins skráðir notendur geta tekið þátt í könnuninni. , takk.
Heldurðu að SSD geti skipt út HDD?
-
71.2%Já, SSD diskar eru framtíðin396
-
7.5%Nei, tímabil segulsjóna HDD42 er framundan
-
21.2%Hybrid útgáfan HDD + SSD118 mun vinna
556 notendur greiddu atkvæði. 72 notendur sátu hjá.
Heimild: www.habr.com